Modernste und effiziente Energietechnologien durch Forschung und Innovation

Strom aus Wind ist umweltfreundlich und ressourcenschonend. Besonders auf dem Meer sind die Windtemperaturen enorm hoch und können so jede Menge Energie liefern. Offshore-Windparks nutzen diese günstigen Bedingungen. Riesige Rotoren fangen den Wind ein, leiten ihn an einen Generator, der daraus Strom erzeugt. Die Erforschung und Entwicklung derartiger moderner und effizienter Energietechnologien ist daher ein wichtiger Schwerpunkt der Hightech-Strategie.

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Die Bundesregierung fördert die Forschung, Entwicklung und den Ausbau moderner und effizienter Energietechnologien. Für die Bundesregierung ist die Forschung und Entwicklung das strategische Element für die Sicherung der langfristigen und nachhaltigen Energieversorgung Deutschlands. Bei der Umsetzung sind mehrere Ressorts im Rahmen ihrer jeweiligen Zuständigkeiten beteiligt. Die im BMWi angesiedelte "Koordinierungsplattform Energieforschungspolitik" koordiniert die Förderpolitik der Bundesregierung und stimmt diese aufeinander ab.

Im Zentrum steht das 5. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung. Es bildet die Grundlage der aktuellen Förderpolitik des Bundes in den kommenden Jahren. Ziel ist es, durch Innovation und technischen Fortschritt den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung weiter voranzutreiben. Die Bundesregierung hat die Energieforschung zu einem wichtigen Bestandteil ihrer Energiepolitik gemacht, um die wachsenden energie- und klimapolitischen Herausforderungen zu meistern. Das 5. Energieforschungsprogramm "Innovation und neue Energietechnologien" wurde um zwei Jahre bis zum 31.12.2010 verlängert und finanziell verstärkt (Budget 2009/2010: rd. 1,15 Milliarden Euro). Die Inhalte wurden neu akzentuiert:  

• Klimaschutz und Energieeffizienz:
  
  Das BMWi fasst in dem Technologieprogramm seine Fördermaßnahmen im Bereich der nicht-nuklearen Energieforschung neu zusammen und stattet diese mit finanziellen Mitteln aus. Ziele sind vor allem kurz- bis mittelfristige Erfolge. Diese sollen durch die Konzentration auf angewandte Forschung und Entwicklung und Projekte zu Demonstrationszwecken sichergestellt werden. Das Programm umfasst folgende Schwerpunkte: "Kraftwerkstechnologien (COORETEC)", "KWK, Fernwärme", "Brennstoffzelle, Wasserstoff", "Effiziente Stromnutzung, Speicher", "Energieoptimiertes Bauen" sowie "Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen". Ergänzt wird das Programm durch Maßnahmen zur Förderung der Forschung in Bezug auf die nukleare Sicherheit und Endlager.
  
• Erneuerbare Energien:
  
  Das BMU hat seine Forschungsförderung zu erneuerbaren Energien ausgebaut und neue Akzente gesetzt. Auch die Bundesregierung hat die Forschungsförderung für Offshore-Windenergie erweitert. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Forschungsinitiative "Research at alpha ventus", deren umfassenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im ersten deutschen Offshore-Windpark gefördert werden. Als neuer Schwerpunkt wurde die "Optimierung der Energiesysteme im Hinblick auf den Ausbau der erneuerbaren Energien" definiert. Hier stehen Projekte im Vordergrund, in denen es darum geht, die zunehmenden Mengen an schwankenden Strommengen aus Windenergie und Photovoltaik-Anlagen in die Stromversorgung einzubinden.
  
• "Bioenergie":
  
  Ziel des Förderprogramms "Nachwachsende Rohstoffe" des BMELV ist es, die nachhaltige Rohstoffversorgung sicherzustellen und alternative Rohstoffquellen zu erforschen. Dazu gehört die Umwandlung von Biomasse zur energetischen und stofflichen Verwendung, Bioraffinerien und weiße Biotechnologie. Der Bereich Bioenergieforschung wird durch das 2008 vom BMELV neu gegründete Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) am Standort Leipzig verstärkt. Dadurch sollen technische, ökonomische und ökologische Fragen rund um die energetische Biomassenutzung beantwortet werden. Im "Aktionsplan für die stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe", der vom BMELV für 2009 geplant ist, werden die Forschungsmaßnahmen auf diesem Gebiet zusammengefasst und weiterentwickelt.
  
• "Grundlagenforschung Energie 2020+":
  
  Das neue BMBF-Förderkonzept verfolgt in einem breiten interdisziplinären Ansatz grundlegende, langfristig angelegte Forschungsarbeiten für neue technologische Optionen. Zu den Zielen gehören die hocheffiziente Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Energie. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Technologien der nächsten Generation im Bereich der erneuerbaren Energien. Wie etwa in der Dünnschichtphotovoltaik, der Umwandlung von Biomasse für die energetische Nutzung und der solaren, biomimetischen Wasserstofferzeugung sowie in der Entwicklung von Technologien zur Speicherung von CO₂ aus Kohlekraftwerken. Nach einer aktuellen Studie von McKinsey ist diese Technologie unersetzlich. Sie stellt die einzige Option dar, mit der CO₂-Emissionen im großen Maßstab an bestehenden Kraftwerken und anderen Punktquellen abgefangen werden können. Dabei spielt die Energieforschung der Helmholtz-Gemeinschaft eine wichtige Rolle. Die Fördermaßnahme "Bioenergie 2021 - Forschung für die Nutzung aus Biomasse" des BMBF wurde auf Empfehlungen des Wissenschaftlichen Beirats Globale Umweltveränderungen (WBGU) aufgenommen. Dieser kommt in seinem im Dezember 2008 vorgelegten Gutachten zu dem Ergebnis, dass Biomasse mittelfristig zehn Prozent des Weltenergiebedarfs decken kann.

Projektbeispiel
Weniger bringt mehr: Dünnere und effektivere Solarzellen

Silizium-Solarzellen werden schlanker und effektiver:
Die Produktion von Solarzellen und -modulen muss effizient und wirtschaftlich sein. Nur damit erreicht man einen großflächigeren Einsatz von Solarenergie. Das Projekt "SiThinSolar" arbeitet an der Entwicklung und Optimierung kostengünstigerer siliziumbasierter Solarzellen. Zu den Forschungsschwerpunkten zählt nicht nur der Einsatz neuer Werkstoffe. Die Projektpartner aus der Region Halle versuchen vor allem, die Mikrostrukturen von Silizium besser zu verstehen. Mit diesem Wissen können leistungsfähigere Solarzellen entwickelt werden. Es soll auch erreicht werden, dass sich der Verschnitt in der Fertigung minimiert sowie die Langzeitzuverlässigkeit erhöht.

Innovationsallianzen und Strategische Partnerschaften bündeln Kräfte für innovative Energieerzeugung und -nutzung

Wie kann der Wirkungsgrad von Solarzellen erhöht werden? Wie kann die Energieeffizienz von Batterien und Beleuchtung gesteigert werden? Wie kann der CO₂-Ausstoß in Kraftwerken reduziert werden? Solchen und anderen Fragestellungen gehen die Strategischen Partnerschaften und Innovationsallianzen nach und mobilisieren Investitionen von Unternehmen.

Für den Klima- und Ressourcenschutz wurden die nachfolgenden Innovationsallianzen und Strategischen Partnerschaften angestoßen:

Innovationsallianz/ Strategische Partnerschaft	Inhalt
Organische Photovoltaik (OPV)	Energieerzeugung/Photovoltaik: Ziel ist es, den Wirkungsgrad von Solarzellen aus organischen Materialien zu verbessern und ihre Haltbarkeit zu steigern - als kostengünstige Alternative zu heutigen Solarzellen.
OLED-Initiative	Energieeffizienz/Beleuchtung: Organische Leuchtdioden verwandeln Strom äußerst effizient in Licht und können als dünne, biegsame Folien hergestellt werden.
CarbonNanoTubes (CNT)	Klima/Chemie: Ziel ist es, die überragenden Eigenschaften der Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) für andere Anwendungen nutzbar zu machen und zu übertragen. Insbesondere Anwendungen im Bereich der Energietechnologien (z. B. Brennstoffzelle, Energiespeicher, Windkraft, Solarzelle) und Umwelttechnologien (z. B. Wasserentsalzung) werden dabei untersucht.
Forschungsprogramm COORETEC	CO2-Reduktion/Effizienzsteigerung: Ziel ist, den Wirkungsgrad von Gas- und Kohlekraftwerken weiter zu erhöhen und Technologien zur Abscheidung des Kohlendioxids aus dem Verbrennungsprozess zu entwickeln. Der effiziente Umgang mit fossilen Energieressourcen steigert sowohl die Wirtschaftlichkeit der Anlagen als auch ihre Umweltverträglichkeit.
CO2-Pilotspeicher	CO2-Reduktion/geologische Speicherung: Ziel ist es, Kohlendioxid sicher im tiefen Untergrund zu speichern. Entsprechende Technologien für eine sichere und dauerhafte Speicherung des CO2 sowie für eine dauerhafte und verlässliche Überwachung der Speicherstandorte befinden sich in der Erprobung oder in einer Entwicklung.
Lithium-Ionen-Batterie (LIB 2015)	Energiespeicherung/Automobil, erneuerbare Energie: Ziel ist es, eine neue Generation leistungsstarker Batterien für den Einsatz in Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugen zu entwickeln, ebenso die Energiespeicherung in Verbindung mit regenerativen Energien.
E-Energy	Energieversorgung: Ziel ist ein "Internet der Energie" mit einer umfassenden digitalen Vernetzung und computerbasierten Optimierung des bundesweiten Energieversorgungssystems.
Erdbeobachtung	Geodaten: Ziel ist es, mit Hilfe der Raumfahrtforschung Daten aus der Erdbeobachtung mit sehr hoher Qualität für die kommerzielle Nutzung zur Verfügung zu stellen, um so ein nachhaltiges Geschäftsfeld zu erschließen.

 

 

Herausragende Initiativen

Schulterschluss für Klimaschutz

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  Leuchtturm COORETEC

  Ziel des Projekts "Leuchtturm COORETEC" sind Entwicklung und Bau eines nahezu CO2-freien Demonstrationskraftwerks auf Gas- oder Kohlebasis.
  mehr (URL: http://www.fz-juelich.de/ptj/projekte/index.php)
   
  
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  E-Energy: IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft

  Die sparsame Verwendung von Energieressourcen steht auch hier im Fokus der Forschungsanstrengungen. Moderne Informations- und Kommunikationsmittel sollen künftig dazu beitragen, Strom und Wärme so effizient wie möglich zu steuern. In ausgewählten Regionen sollen schon bald Modellversuche gestartet werden. Das BMWi unterstützt das Vorhaben mit 40 Millionen Euro, insgesamt sollen 100 Millionen Euro in die Modellprojekte fließen.
  mehr (URL: http://www.e-energie.info/)
   
  
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  Energetische Sanierung von Schulgebäuden

  Eine Initiative zur energetischen Sanierung von Schulgebäuden soll Aufmerksamkeit und Akzeptanz für neue Energieeinspartechnologien in der Öffentlichkeit stärken.
  mehr (URL: http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/E/energieffizienz-10-punkte-programm,property=pdf,bereich=bmwi,sprache=de,rwb=true.pdf)
   
  

Die Initiativen im Einzelnen

Von Kraftwerkstechnik bis erneuerbare Energien - die Schwerpunkte im Einzelnen

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  Einführung von Energieausweisen

  Die Energieeffizienz von Wohngebäuden, aber auch anders genutzten Gebäuden, wird künftig auf dem Immobilienmarkt eine viel größere Rolle spielen als bisher. Dazu soll der Energieausweis für bestehende Gebäude beitragen, den Verkäufer oder Vermieter bei Verkauf oder Vermietung den Interessenten in Zukunft vorzeigen müssen. Die Bundesregierung hat am 27. April 2007 die von Bundesbauminister Tiefensee und dem ehemaligen Bundeswirtschaftsminister Glos vorgelegte neue Energieeinsparverordnung (EnEV) beschlossen. Sie regelt die Einführung von Energieausweisen für den Gebäudebestand. Ab Anfang 2008 wird der Ausweis schrittweise eingeführt.
  mehr (URL: http://www.bmvbs.de/dokumente/-,302.1036538/Artikel/dokument.htm)
   
  
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  Gebäudesanierungsprogramm

  Das CO2-Gebäudesanierungsprogramm der Bundesregierung schafft Arbeitsplätze, verbessert die Wohnqualität und schützt die Umwelt. Die Nachfrage bei Eigentümern, Vermietern und Kommunen ist ungebrochen hoch. Bis 2009 fließen insgesamt 5,6 Milliarden Euro an Bundesmitteln in die energetische Gebäudesanierung. Damit können Zinssätze verbilligt und Teilschulden erlassen werden. Darüber hinaus bekommen Eigentümer von Ein- und Zweifamilienhäusern und Eigentumswohnungen ab 2007 Zuschüsse. Das im Jahre 2001 aufgelegte Programm wurde bereits zum Februar 2006 vereinfacht. Seit 1. Januar 2007 gelten nochmals deutlich verbesserte Konditionen.
  mehr (URL: http://www.bmvbs.de/artikel-,302.982592/Das-CO2-Gebaeudesanierungsprog.htm)
   
  

• Förderschwerpunkt "Effiziente Energienutzung"

  Ziel ist es, mit neuen Technologien die Energiekostenbelastung sowie den Verbrauch natürlicher Ressourcen und die damit verbundenen Umweltbelastungen zu vermindern. Seit dem Start der Hightech-Strategie wurden Neubewilligungen mit einem Projektvolumen von 35,3 Millionen Euro (davon BMWi-Förderung 19,9 Millionen Euro) ausgesprochen.
  mehr (URL: http://www.bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/energieeinsparung.html)
   
  
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  Förderschwerpunkt "Nukleare Sicherheits- und Endlagerforschung"

  Ziel ist es, zum einen in der Endlagerfrage zu einer Lösung zu kommen und zum anderen die Fähig keit der Bundesregierung zu wahren, die Sicherheit von Kernkraftwerken, auch in den Nachbarländern, beurteilen zu können. Im Berichtszeitraum wurden Projekte in Höhe von 34,6 Millionen Euro (davon BMWi-Förderung nahezu 100 Prozent) bewilligt.
  mehr (URL: http://www.bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/kernenergie,did=156032.html)
   
  
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  Förderschwerpunkt "Fusionsforschung"

  Um deutsche Forschungszentren und Unternehmen auf die Beteiligung am internationalen ITER-Projekt bestmöglich vorzubereiten, wurden Projekte aus zusätzlichen Mitteln mit einem Gesamtvolumen von 5,5 Millionen Euro ergänzend zur institutionellen Förderung gestartet.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/2242.php)
   
  
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  Nationales Innovationsprogramm "Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie"

  Das Nationale Innovationsprogramm "Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie" bündelt sämtliche Aktivitäten, um das Gebiet in zehn Jahren zum Alltag werden zu lassen. 24 Unternehmen haben stellvertretend für die Wasserstoff- und Brennstoffzellenindustrie mit der Bundesregierung eine Vereinbarung abgeschlossen, um zusammen mit der Wissenschaft die Entwicklung mit Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsaktivitäten sowie die deutsche Marktführerschaft auszubauen. Insgesamt sollen eine Mrd. Euro in die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien investiert werden, je zur Hälfte durch das Bundesverkehrsministerium und die Industrie.
  mehr (URL: http://www.bmvbs.de/-,302.959574/Nationales-Innovationsprogramm.htm )
   
  
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  Förderschwerpunkt "Erneuerbare Energien"

  Bei der Nutzung von Sonnenstrahlung, Wind und Erdwärme geht es insbesondere darum, die Kosten der erneuerbaren Energien zu senken und die Umweltverträglichkeit der Energieumwandlung zu gewährleisten. Seit dem Start der Hightech-Strategie wurden neue Projekte in Höhe von 77,5 Millionen Euro (davon BMU-Förderung 59 Millionen Euro) bewilligt. Das BMELV hat im Bereich Bioenergie bisher Projekte mit einem Volumen von 10 Millionen Euro gefördert.
  mehr (URL: http://www.erneuerbare-energien.de/)